等螺距螺杆真空泵内气体流动的数值模拟研究

应用计算流体力学(CFD)方法对螺杆干式真空泵进行数值模拟计算,建立了针对螺杆干式真空泵流场的分析方法。对泵腔中流动区域进行三维建模,采用SCORG和ANSYS-ICEM软件对转动域和固定域分别进行了网格划分,利用瞬态模拟方法得到了泵内压力场、速度场和温度场的分布情况,并计算出抽气速率等参数。网格无关性分析结果与理论数据对比表明数值模拟结果可靠,符合预期。

干式螺杆真空泵的理论研究进展

由于干式双螺杆真空泵具有工作压强范围宽、抽速大、可抽除水蒸气和固体粉尘、性能稳定等独特优势,目前已广泛应用于半导体、石油化工、光伏新能源等热门行业,具有广阔的市场前景,引起了国内外的广泛关注。本文基于国内外研究论文和专利资料,从螺杆转子端面型线设计、变螺距和变截面的内压缩设计、动平衡设计、计算流体力学和热力学工作性能分析等研究角度,全面综述了干式双螺杆真空泵的理论研究进展,为螺杆真空泵领域的研究工作提供参考。

喷油螺杆真空泵油气分离系统的设计研究

针对喷油螺杆真空泵产品进行设计,重点介绍了真空泵油气分离系统的设计方法。根据真空泵的工作原理,结合工程实践,首先拟定油气分离系统组成,以及油气分离罐的结构设计方案;然后针对油气分离罐中重要零件如筒体、法兰等进行详细分析和计算,确定筒体公称直径、厚度等重要参数;之后基于爆破片的结构原理进行选型和计算,确定其爆破压力和排放面积等参数;最后运用三维设计软件完成整个结构的三维模型设计,进一步验证了油气分离系统结构的合理性。

螺杆真空泵在氯乙烯精馏尾气吸附装置中的应用

氯乙烯精馏尾气吸附运行过程中,活塞式真空泵密封性差、易泄漏,存在一定的安全隐患。昊华宇航化工有限责任公司将活塞式真空泵改造为螺杆真空泵,并对螺杆真空泵在使用过程中存在的问题进行了改进,杜绝了VOC外排。

干式螺杆真空泵在聚酯装置中的应用探讨

分析了聚酯装置缩聚真空系统的工艺操作要求和设备配置,介绍了干式螺杆真空泵的工作原理和特点。结合工程案例,讨论了干式螺杆真空泵在聚酯缩聚真空系统中的应用,利用Aspen Plus模拟确定了主要操作参数,并完成了干式螺杆真空泵的选型及配置。采用新方案时,乙二醇回收率达99.8%,副产物乙醛的一次性去除率达98.8%;与液环真空泵方案相比,干式螺杆真空泵方案每年可节约运行成本53万元。

干式螺杆真空泵机组在蒸馏系统中的应用

以往液环真空泵在化工蒸馏系统中承担抽取真空降低气相沸点的作用,因其结构简单、安装维护方便及流量大等特点被广泛使用,但在高真空运行场合,液环真空泵所需真空度就满足不了实际需求,在二氯苯生产装置中,因对二氯苯和邻二氯苯沸点较高,且两种物质属于同分异构体,沸点相差约5℃,需要高真空来降低蒸馏沸点,提高分离效率。并且在二氯苯氯化反应中,因反应产物含有催化剂三氯化铁、氯苯、苯、HCL、二氯苯及少量水分等混合物,物料的客观腐蚀性也是造成以往真空泵故障的一大因素,特别是在氯碱下游行业中比如氯化工艺蒸馏尾气工况中,面临氯化氢腐蚀情况及环保废水处置等,传统的液环真空泵面临着吸收液分离提纯及废水处置成本高等现实问题,通过选用干式螺杆真空泵机组,不仅在真空度方面能大大提升了塔所需的极限真空能力,降低蒸馏塔蒸汽消耗,同时选用真空泵前洗涤系统,通过对气相介质中的颗粒物及酸性气体进行洗涤,有效改善干式螺杆真空泵的运行工况,促进了蒸馏分离塔的真空稳定能力,降低了真空泵的故障率,实现了装置连续化稳定,通过螺杆真空泵替代液环泵,取得了明显的经济和环保效益。

一种等齿顶宽的螺杆真空泵单头变螺距转子型线

一种适用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子新型线,其端面型线依次由齿根圆、摆线、齿顶圆和渐开线线顺序相接组成;该型线的主要特征是:当端面型线沿轴向作变螺距螺旋展开过程中,转子螺旋导程由排气端向吸气端逐渐增大,同时其渐开线的发生圆半径则逐渐变小,使转子齿形面的齿顶宽可以保持不变,因此能够增大吸气端的吸气容积,降低排气端的气体返流泄漏,从而提高泵的抽速和极限真空度.文章中给出了端面型线的极坐标方程、轴向展开方程和渐开线发生圆半径的计算方程,可供设计人员参考借鉴。

严格密封型螺杆真空泵转子型线研究

结合现有干式螺杆真空泵螺杆转子型线的特点,提出了一种严格密封的单头螺杆转子端面新型线,其端面型线依次由齿顶圆、齿顶圆弧过渡曲线、渐开线、齿根圆过渡曲线、齿根圆、长幅外摆线顺序相接组成;采用该型线螺杆转子的主要特征是:两段圆弧、两段过渡曲线和渐开线相切过渡,严格密封且没有滞留区,不会形成泄露三角,从而提高泵的抽速和极限真空度。文中通过啮合理论给出了端面型线推导过程和曲线参数方程,可供设计人员参考借鉴;从实际应用角度出发,采用螺旋面等距面法设计啮合间隙均匀的成对螺杆,从而得到带啮合间隙的端面型线。

干式螺杆真空泵研究现状与展望

介绍目前螺杆式真空泵现状,分析了螺杆端面型线研究情况和整机冷却中存在的问题。

螺杆真空泵自平衡螺杆转子优化设计

为了开发能适应恶劣工况、高效节能和安全运行的螺杆真空泵,设计了一种自平衡的内部压缩螺杆转子模型。使用借助Hermite插值理论导出圆柱变螺距螺旋线的参数方程,构建了变螺距设计参数、尾部压缩级数与螺旋角度的变量关系式,建立了自平衡螺杆转子优化设计模型。通过计算,优化转子质量轴向分布,无需在螺杆转子两端和齿顶减重而达到良好的自身动平衡,动平衡试验证明了设计模型的可靠性,为螺杆真空泵的动平衡研究提供了参考依据。

无油螺杆真空泵螺杆转子设计理念的回顾与展望

基于对国内外公开文献资料的学习和作者多年研究工作的总结,本文回顾了当前关于无油螺杆真空泵中螺杆转子的设计思路与方法,从转子设计的几何学计算、常用转子型线的构成、等螺距与变螺距的螺旋展开方式、转子动平衡设计方法等几方面,进行了详细的综述;选择介绍在国内有产品销售的六款采用特殊结构螺杆转子的外国螺杆泵产品,对其转子特点进行了分析。针对干式泵在应用领域所面临的新挑战,本文还提出了基于气体热力过程分析的螺杆泵专属设计新理念和采用通用泵体和专属转子的螺杆泵生产新方法,并展望由此可能带来的新变化。

内压缩干式螺杆真空泵工作特性数学建模

内压缩螺杆真空泵工作过程中,工作型腔内部同时存在粘滞流、转移流和分子流等多种流态,针对该问题,提出了稳定的操作状态下,等熵压缩的孔径流系数法计算质量流的方法,建立了离散化、漩涡式多级螺杆真空泵工作特性计算模型,解决了内压缩螺杆真空泵抽速与入口压力关系、消耗功率与入口压力关系理论计算问题。分析比较了仿真与试验结果,发现仿真值与试验数据较吻合,理论计算模型计算精度达到预期效果。理论计算模型用于样机试验之前找到最佳的设计参数,为快速开发内压缩螺杆真空泵提供设计方法和技术支撑。

渐变式螺杆真空泵设计与试验

为了开发高效节能、安全运行的螺杆真空泵,在现有各类内部压缩螺杆真空泵研究的基础之上,提出了一种三段式内部压缩体积渐进式变化的螺杆转子,并使用Hermite插值理论导出了圆柱变螺距螺旋线的参数方程。设计的变螺距螺杆,第一部分是大导程等螺距区域,位于吸气端,其决定了螺杆真空泵的吸气能力;中间是非线性平滑过渡部分,其长度与非线性比率决定了压缩能力;尾部的排气端是小导程等螺距区域,保证了稳定的极限压力。试验证明采用渐变式的螺杆真空泵可以大幅降低驱动功率,工作噪声低,内部工作温度低,运行效果良好。

一种新型干式螺杆真空泵转子端面型线的研究

介绍了一种新型的干式螺杆真空泵的转子端面型线———双边对称圆弧型线,给出其端面型线方程。介绍了推导方法及参数计算方法,开发了计算程序并给出实例。

螺杆真空泵单头变螺距螺杆转子型线的研究

本文介绍了一种用于无油螺杆真空泵的单头变螺距螺杆转子型线 ,给出了型线方程和抽速计算公式 。

螺杆真空泵单头等螺距内凹转子型线研究

基于螺杆啮合原理,通过数学推导,得到单头等螺距梯形内凹型线的完整型线方程,包括齿面方程、端面截形以及轴向截形。给出了面积利用系数公式以及理论抽速公式,讨论了型线中各参数对干式螺杆真空泵的性能的影响。最后运用Solidworks软件建模,通过模拟啮合,验证了型线方程的正确性—拥有完整的啮合线,且啮合运转过程中不会发生齿面干涉。

双螺杆真空泵工作过程数值模拟

对等螺距和变螺距2种螺杆真空泵分别进行了分析,通过能量守恒、质量守恒方程及泄漏模型分别计算了2种真空泵工作过程中的气体压力变化及极限真空度、功耗、抽速等性能参数,由此搭建了真空泵实验系统试验台,展开了双螺杆真空泵压力变化及泄漏的实验研究,分析了2种真空泵性能差别的原因及变螺距螺杆真空泵的优势,并对变螺距真空泵性能进行了实验研究。数值模拟结果表明,变螺距真空泵不论在极限真空压力,还是在指示功率大小方面,均优于等螺距真空泵。实验结果表明,所建物理模型能很好地描述真空泵的实际工作过程,对于所研究的机型,变螺距齿型相对于等螺距齿型,其极限真空压力从3.75Pa降低到2.32Pa,指示功率降低了11%。以上内容在螺杆真空泵设计和改型,以及螺杆真空泵产品开发和性能的预测方面都有指导意义。

一种新型无油螺杆真空泵单头变螺距转子型线的研究

本文推出了一种适合于双螺杆式无油真空泵的单头变螺距梯形级齿凹齿面的螺杆转子型线,介绍了基本型线的生成原理和齿型的构造方法,给出了完整的型线方程和型线的一些特征参数。

三种常见的干式螺杆真空泵螺杆转子型线分析与螺杆加工方法探讨

分析了三种实际应用较为广泛的,分别带有阿基米德线、渐开线、余摆线的螺杆真空泵螺杆转子型线,具体比较了三种型线组成曲线啮合特性和型线的优劣。详细阐述了螺杆的车削加工方法,分别建立了带有刀位点的三种螺杆车削加工模型,并且给出了车削刀具的选取依据。最后,简单地介绍了一种高效的螺杆铣削螺杆加工方法,并提供了一种实用的螺杆加工精度测量方法。

螺杆真空泵技术领域的专利分析

利用德温特创新索引数据库和专利信息服务平台,针对国际和国内两个市场,采集了2015年之前的专利数据信息,重点分析了螺杆真空泵行业的年度发展态势、主要专利权人、主要发明人、行业研发热点等方面,最后得出螺杆真空泵行业的研发状况及竞争态势的相关结论。